在二进制中,数字1的表示方法如下:
一、基本表示
直接表示
十进制数1在二进制中直接表示为 1,即 $1_{10} = 1_{2}$。
二、二进制数制特点
基数与进制规则
- 二进制是基数为2的数制,采用“逢二进一”的进位规则。
- 每一位的数值范围是0或1,最右边的位表示 $2^0$(即1),向左依次为 $2^1$(2)、$2^2$(4)等。
位权展开
二进制数从右往左的位权依次为:
$$
1 times 2^0, quad 0 times 2^1, quad 0 times 2^2, quad dots
$$
例如,二进制数 1011表示 $1 times 2^3 + 0 times 2^2 + 1 times 2^1 + 1 times 2^0 = 8 + 0 + 2 + 1 = 11_{10}$。
三、应用场景
计算机存储与运算
计算机内部所有数据(包括字符、图像等)均以二进制形式存储和运算,二进制的简单逻辑特性(0和1)与计算机硬件(如逻辑门电路)的开关状态高度契合。
转换方法
若需将十进制数转换为二进制,可采用“除2取余”法。例如将10转换为二进制:
$$
10 div 2 = 5 quad text{余} 0
5 div 2 = 2 quad text{余} 1
2 div 2 = 1 quad text{余} 0
1 div 2 = 0 quad text{余} 1
$$
将余数逆序排列得到 1010,即 $10_{10} = 1010_{2}$。
综上,二进制中1的表示既直观又符合计算机硬件特性,是数字系统的基础组成部分。